(57)【要約】【課題】一体型ヒートポンプ式給湯機において、配管接続などの施工性を維持しつつ、搬送性や設置性の向上を図ることを目的とする。【解決手段】ヒートポンプ式給湯機は、圧縮機、水−冷媒熱交換器、減圧弁、および空気−冷媒熱交換器を環状に接続した冷媒回路に冷媒を充填して構成された冷凍サイクルを有し、かつ、第１貯湯タンク、第２貯湯タンクを接続して構成されたタンク／水回路を具備したヒートポンプ式給湯機であって、前記ヒートポンプ式給湯機を、前記冷凍サイクルと前記第１貯湯タンクを配設する第１ユニットと、前記第２貯湯タンクを配設する第２ユニットの２つのユニットから構成することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、水−冷媒熱交換器、減圧弁、および空気−冷媒熱交換器を環状に接続した冷媒回路に冷媒を充填して構成された冷凍サイクルを有し、かつ、第１貯湯タンク、第２貯湯タンクを接続して構成されたタンクと水回路を具備したヒートポンプ式給湯機であって、前記ヒートポンプ式給湯機を前記冷凍サイクルと前記第１貯湯タンクを配設する第１ユニットと、前記第２貯湯タンクを配設する第２ユニットの２つのユニットから構成されることを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
前記第２ユニット内に、圧力逃がし弁、及び排水弁を配設したことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
前記第１ユニットまたは前記第２ユニットの前面で配管を中間接続する構造にしたことを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項４】
前記第１ユニットまたは前記第２ユニットの前面に配管接続口取付板を配設し、更に前記配管接続口取付板に配管接続口を配設して配管接続をする構造にしたことを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項５】
前記第１貯湯タンクと前記第２貯湯タンクの容積の合計を１００Ｌから２００Ｌにしたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項６】
前記冷凍サイクル中にＣＯ２を充填したことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルとタンクと水回路を備えたタンク一体型のヒートポンプ式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のヒートポンプ式給湯機として、冷凍サイクルとタンク回路を備えた「瞬間式ヒートポンプ給湯機」が商品化された瞬間式ヒートポンプ給湯機（日立製：ＲＨＫ−２３ＢＡＶ）がある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
図１０は、従来のヒートポンプ式給湯機の回路構成図、図１１は図１０に示すヒートポンプ式給湯機の概略構成図である。
【０００４】
図１１に示すヒートポンプ式給湯機は、圧縮機１、水−冷媒熱交換器２、減圧弁３、空気−冷媒熱交換器４、などで構成した冷凍サイクルと、貯湯タンク６、混合弁７、電磁弁８、給湯用循環ポンプ９、風呂追炊き用循環ポンプ１０などを配管で構成したタンク回路とを備え、冷凍サイクルで湯を生成して蛇口や浴槽に直接給湯し、またはタンク回路から貯湯を給湯するものである。そして、このヒートポンプ式給湯機は、図１０に示すように、冷凍サイクルやタンク回路を全て１つのユニット内に収納した一体型で構成されている。
【０００５】
また、深夜電力を利用して安い電気代でお湯を沸かす給湯機として、貯湯式のヒートポンプ給湯機があるが、ヒートポンプユニットとタンクユニットの２つのユニットに分割されているものが一般的である。
【非特許文献１】週刊エアコン流通人２００３年５月１５日号（ＶＯＬ．２４−Ｎｏ．８９６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のヒートポンプ給湯機は、冷凍サイクルやタンク回路を全て一つのユニット内に収納した一体型ユニットで構成されており、配管接続が少ないなど施工性は優れているが、ユニット自体が大きく重量も重いため、設置性が悪く搬送も難しいという課題があった。
【０００７】
本発明はこのような従来の課題を解決すものであり、配管接続などの施工性を維持しつつ、搬送性や設置性の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１記載の本発明のヒートポンプ式給湯機は、圧縮機、水−冷媒熱交換器、減圧弁、および空気−冷媒熱交換器を環状に接続した冷媒回路に冷媒を充填して構成された冷凍サイクルを有し、かつ、第１貯湯タンク、第２貯湯タンクを接続して構成されたタンク／水回路を具備したヒートポンプ式給湯機であって、前記ヒートポンプ式給湯機を、前記冷凍サイクルと前記第１貯湯タンクを配設する第１ユニットと、前記第２貯湯タンクを配設する第２ユニットの２つのユニットすることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載のヒートポンプ式給湯機圧縮機において、前記第２ユニット内に、圧力逃がし弁、及び排水弁を配設したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の本発明は、請求項１または２に記載のヒートポンプ式給湯機において、前記第１ユニットまたは前記第２ユニットの前面で配管を中間接続する構造にしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の本発明は、請求項１または請求項に記載のヒートポンプ式給湯機において、前記第１ユニットまたは第２ユニットの前面に配管接続口取付板を配設し、更に前記配管接続口取付板に配管接続口を配設して配管接続をする構造にしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯機において、前記第１貯湯タンクと前記第２貯湯タンクの容積の合計を１００Ｌから２００Ｌにしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯機において、前記冷凍サイクル中にＣＯ２を充填したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、圧縮機、水−冷媒熱交換器、減圧弁、および空気−冷媒熱交換器を環状に接続した冷媒回路に冷媒を充填して構成された冷凍サイクルを有し、かつ、第１貯湯タンク、第２貯湯タンクを接続して構成されたタンク／水回路を具備したヒートポンプ式給湯機において、前記ヒートポンプ式給湯機を前記冷凍サイクルと前記第１貯湯タンクを配設する第１ユニットと、前記第２貯湯タンクを配設する第２ユニットの２つのユニットする構造にしたものであり、この構成によれば、ユニットを分割することによって１ユニット当りの重量を軽量化して搬送性の向上を図ることができる。また、一体型では設置できないようなスペースでも分割設置を可能とすることによって、設置性の向上を図ることができる。
【００１５】
また、本発明は、前記ヒートポンプ式給湯機において、更に前記第２ユニット内に、圧力逃がし弁、及び排水弁を配設する構造にしたものであり、この構成によれば、第１ユニットだけを使用して小型小容量タンクの一体型ヒートポンプ式給湯機を構成する場合に、配管設計を少し変更するだけで構成することができ、１タンク一体型ヒートポンプ式給湯機と２タンク分割可能型ヒートポンプ式給湯機の第１ユニットと部品を共用化することによりコスト低減を図ることができる。
【００１６】
また、本発明は、前記ヒートポンプ式給湯機において、更に前記第１ユニットまたは第２ユニットの前面で配管を中間接続する構造にしたものであり、この構成によれば、配管接続を前面で行うことができ、分割設置時でも一体設置時でも配管の接続などの施工性やメンテナンス性向上を図ることができる。また、中間接続によって、配管接続部分の低コスト化を図ることができる。
【００１７】
また、本発明は、前記ヒートポンプ式給湯機において、更に前記第１ユニットまたは第２ユニットの前面に配管接続口取付板を配設し、更に前記配管接続口取付板に配管接続口を配設して配管を接続する構造にしたものであり、この構成によれば、配管接続部分のコストはアップするが、施工性の向上を図ることができる。
【００１８】
また、本発明は、前記ヒートポンプ式給湯機において、前記第１貯湯タンクと前記第２貯湯タンクの内容積の合計を１００Ｌから２００Ｌにする構造にしたものであり、この構成によれば、ヒートポンプの能力とタンク容積のバランスが最もよく、システム全体の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００１９】
また、本発明は、前記ヒートポンプ式給湯機において、前記冷凍サイクル中にＣＯ２を充填したものであり、この構成によれば、従来のＲ４１０Ａなどのフロンに対して温暖化係数を低減でき、環境に優しいヒートポンプ式給湯機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の第１の実施の形態は、圧縮機、水−冷媒熱交換器、減圧弁、および空気−冷媒熱交換器を環状に接続した冷媒回路に冷媒を充填して構成された冷凍サイクルを有し、かつ、第１貯湯タンク、第２貯湯タンクを接続して構成されたタンク／水回路を具備したヒートポンプ式給湯機において、前記ヒートポンプ式給湯機を前記冷凍サイクルと前記第１貯湯タンクを配設する第１ユニットと、前期第２貯湯タンクを配設する第２ユニットの２つのユニットとする構造にしたものである。本実施の形態によれば、ユニットを分割することによって１ユニット当りの重量を軽量化して搬送性の向上を図ることができる。また、一体型では設置できないようなスペースでも、分割設置を可能とすることによって設置性の向上を図ることができる。
【００２１】
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態によるヒートポンプ式給湯機において、前記第２ユニット内に、圧力逃がし弁、及び排水弁を配設する構造にしたものである。本実施の形態によれば、第１ユニットだけを使用して小型小容量タンクの一体型ヒートポンプ式給湯機を構成する場合に、配管設計を少し変更するだけで構成することができ、１タンク一体型ヒートポンプ式給湯機と２タンク分割可能型ヒートポンプ式給湯機の第１ユニットと部品を共用化することによりコスト低減を図ることができる。
【００２２】
本発明の第３の実施の形態は、第１または第２の実施の形態によるヒートポンプ式給湯機において、前記第１ユニットまたは第２ユニットの前面で配管を中間接続する構造にしたものである。本実施の形態によれば、配管接続を前面で行うことができ、分割設置時でも一体設置時でも配管の接続などの施工性やメンテナンス性向上を図ることができる。また、中間接続によって、配管接続部分の部品の低コスト化を図ることができる。
【００２３】
本発明の第４の実施の形態は、第１または第２の実施の形態によるヒートポンプ式給湯機において、前記第１ユニットまたは前記第２ユニットの前面に配管接続口取付板を配設し、更に前記配管接続口取付板に配管接続口を設設して配管を接続する構造にしたものである。本実施の形態によれば、配管接続部分のコストはアップするが、施工性の向上を図ることができる。
【００２４】
本発明の第５の実施の形態は、第１から第４の実施の形態によるヒートポンプ式給湯機において、前記第１貯湯タンクと前記第２貯湯タンクの容積の合計を１００Ｌから２００Ｌにする構造にしたものである。本実施の形態によれば、ヒートポンプの能力とタンク容積のバランスが最もよく、システム全体の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００２５】
本発明の第６の実施の形態は、第１から第５の実施の形態によるヒートポンプ式給湯機において、前記冷凍サイクル中にＣＯ２を充填したものである。本実施の形態によれば、従来のＲ４１０Ａなどのフロンに対して温暖化係数を低減でき、環境に優しいヒートポンプ式給湯機を提供できる。
【００２６】
（実施例１）
図１は、本発明による第１の実施例のヒートポンプ式給湯機を示す回路構成図、図２は図１に示すヒートポンプ式給湯機の構造図である。
【００２７】
図１、図２に示す第１の実施例のヒートポンプ式給湯機は、圧縮機１、給湯用水−冷媒熱交換器２−ａ、風呂追炊き用水−冷媒熱交換器２−ｂ、減圧弁３、空気−冷媒熱交換器４を環状に接続した冷媒回路に冷媒を充填して構成された冷凍サイクルを有している。また、第１貯湯タンク６−ａ、第２貯湯タンク６−ｂ、第１混合弁７−ａ、第２混合弁７−ｂ、第３混合弁７−ｃ、電磁弁８、給湯用循環ポンプ９、風呂追炊き用循環ポンプ１０、貯湯用三方弁１１−ａ、風呂用三方弁１１−ｂ、圧力逃し弁１２、第１排水弁１３−ａ、第２排水弁１３−ｂなどを配管で接続して構成されたタンク／水回路を具備している。なお、水−冷媒熱交換器２−ａ、２−ｂは凝縮器として、空気−冷媒熱交換器４は蒸発器として機能する。
【００２８】
そして、図２に示すように、実施例のヒートポンプ式給湯機は、前記冷凍サイクルと前記第１貯湯タンク６−ａなどを配設する第１ユニットと、第２貯湯タンク６−ｂなどを配設する第２ユニットの２つのユニットに分割された構成になっており、前記第１ユニットと第２ユニットはそれぞれの側面を併せて一体型給湯機として、またそれぞれのユニットを分割して分割設置が可能な構成となっている。
【００２９】
上記ヒートポンプ式給湯機の動作は、次のとおりである。
【００３０】
まず給水をする場合には、蛇口１４を開けて圧縮機１などの冷凍サイクルを運転して給湯を開始する。冷凍サイクルでは、圧縮機１で圧縮された冷媒は給湯用水−冷媒熱交換器２−ａで放熱して凝縮した冷媒は、減圧弁３に流入して膨張し、空気−冷媒熱交換器４で送風機５にて送られた空気と熱交換して蒸発し、ガス冷媒となる。このガス冷媒は、圧縮機１に吸入されて再び圧縮される。
【００３１】
そして、給湯用水−冷媒熱交換器２−ａで水を加熱して湯を生成し、この湯を給湯側に切り換えられた混合弁７−ａと混合弁７−ｃを介して蛇口１４から給湯する。蛇口１４を閉じて圧縮機１などを停止し、給湯を終了する。
【００３２】
一方、第１貯湯タンク６−ａ、第２貯湯タンク６−ｂに貯湯する場合には、冷凍サイクルおよび給湯用循環ポンプ９を運転し、上記直接給湯の場合と同様に、給湯用水−冷媒熱交換器２−ａで水を加熱して湯を生成し、この湯を混合弁７−ａを閉鎖することによって貯湯側に切り換え、貯湯用三方弁１１−ａを介して、貯湯タンク６−ｂに貯湯する。
【００３３】
また、貯湯タンク６−ａおよび６−ｂの湯を出湯する場合には、冷凍サイクルおよび給湯用循環ポンプ９を停止し、混合弁７−ａを切り換えて混合弁７−ｃを介して、貯湯タンク６―ｂの湯を蛇口１４から出湯する。この場合、給水は貯湯タンク６の下部より水圧で流入し、湯を貯湯タンク６の上部から押し出すことになる。
【００３４】
更に、風呂の追炊きをする場合には、冷凍サイクルおよび風呂追炊き用循環ポンプ１０を運転し、風呂追炊き用水−冷媒熱交換器２―ｂで風呂追炊き用循環ポンプ１０から送られた水を加熱して湯を生成し、この湯を浴槽１５に給湯して追炊きをする。
【００３５】
本実施例によれば、ユニットを２つに分割することによって１ユニット当りの重量を軽量化して搬送性の向上を図ることができる。また、一体型設置だけでなく分割設置をも可能とすることによって、一体型では設置できないようなスペースでも設置可能とすることによって、設置性の向上を図ることができる。
【００３６】
（実施例２）
図３は、本発明による第２の実施例のヒートポンプ式給湯機を示す回路構成図、図４は図３に示すヒートポンプ式給湯機の構造図である。
【００３７】
図４に示す第２の実施例のヒートポンプ式給湯機は、第１の実施例と同様に、冷凍サイクルとタンク回路を具備し、２つのユニットに分割可能な構成であり、更に第２ユニット内に、第２貯湯タンク、圧力逃がし弁、排水弁を配設する構造にしたものである。
【００３８】
なお、本実施例のヒートポンプ式給湯機の動作は、第１の実施例と同じであり、その説明を省略する。
【００３９】
本実施例によれば、第１ユニットだけを使用して小型小容量タンクの一体型ヒートポンプ式給湯機を構成する場合に、配管設計を少し変更するだけで構成することができ、１タンク一体型ヒートポンプ式給湯機と２タンク分割可能型ヒートポンプ式給湯機の第１ユニットと部品を共用化することによりコスト低減を図ることができる。
【００４０】
（実施例３）
図５は、本発明による第３の実施例のヒートポンプ式給湯機を示す構造図である。
【００４１】
図５に示す第３の実施例のヒートポンプ式給湯機は、第１の実施例と同様に、冷凍サイクルとタンク／水回路を具備した構成であり、更に第１ユニットまたは第２ユニットの前面で配管を管用ネジ１６で中間接続する構造にしたものである。
【００４２】
なお、本実施例のヒートポンプ式給湯機の動作は、第１の実施例と同じであり、その説明を省略する。
【００４３】
本実施例によれば、管用ネジ１６によって配管接続をユニットの前面で行うことができ、分割設置時でも一体設置時でも配管の接続などの施工性やメンテナンス性向上を図ることができる。また、中間接続によって配管接続口の取付板や配管接続口を設けなくてよいなどの部品削減ができ、低コスト化を図ることができる。
【００４４】
（実施例４）
図６は、本発明による第４の実施例のヒートポンプ式給湯機の配管接続に用いるフレア方式の継手を示す斜視図ある。
【００４５】
第４の実施例のヒートポンプ式給湯機は、第３の実施例と同様に、冷凍サイクルとタンク回路を具備した構成であり、更に前記配管の接続方式としてフレヤ接続１６−ａを用いる構造にしたものである。
【００４６】
本実施例によれば、フレア接続１６−ａを用いることにより、施工性の向上と部品の低コスト化を図ることができる。
【００４７】
（実施例５）
図７は、本発明による第５の実施例のヒートポンプ式給湯機の配管接続に用いるスウェージロック方式の継手を示す斜視図ある。
【００４８】
第５の実施例のヒートポンプ式給湯機は、第３の実施例と同様に、冷凍サイクルとタンク回路を具備した構成であり、更に前記配管の接続方式として、スウェージロック（登録商標）接続１６−ｂを用いる構造にしたものである。
【００４９】
本実施例によれば、スウェージロック接続１６−ｂを用いて中間接続することによって配管接続部分の低コスト化を図ることができる。また、フレア方式に比べて施工性の向上を図ることができる。
【００５０】
（実施例６）
図８は、本発明による第６の実施例のヒートポンプ式給湯機の配管接続に用いるクイックジョイント方式の継手を示す斜視図ある。
【００５１】
第６の実施例のヒートポンプ式給湯機は、第３の実施例と同様に、冷凍サイクルとタンク回路を具備した構成であり、更に前記配管の接続方式として、クイックジョイント接続１６−ｃを用いる構造にしたものである。
【００５２】
本実施例によれば、フレア方式やスウェージロック方式に比べ、更に施工性の向上を図ることができる。
【００５３】
（実施例７）
図９は本発明による第７の実施例のヒートポンプ式給湯機を示す構造図である。
【００５４】
図９に示す第７の実施例のヒートポンプ式給湯機は、第１の実施例と同様に、冷凍サイクルとタンク回路を具備した構成であり、更に前記第１ユニットまたは第２ユニットの前面に配管接続口取付板を配設し、更に前記配管接続口取付板に配管接続口を設設して配管を接続する構造にしたものである。
【００５５】
本実施例によれば、配管取付板や配管接続口などの部品を追加するのでコストアップするが、施工性の向上を図ることができる。
【００５６】
（実施例８）
本発明による第８の実施例のヒートポンプ式給湯機は、２つのユニットに分割され、一体設置と分割設置を可能とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯機において、第１貯湯タンクと第２貯湯タンクの内容積の合計を１００Ｌから２００Ｌにする構造にしたものである（図示せず）。
【００５７】
本実施例によれば、ヒートポンプの能力とタンク容積のバランスが最もよく、システム全体の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００５８】
（実施例９）
本発明による第９の実施例のヒートポンプ式給湯機は、２つのユニットに分割され、一体設置と分割設置を可能とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯機において、冷凍サイクル中にＣＯ２を充填したものである（図示せず）。
【００５９】
本実施例によれば、従来のＲ４１０Ａなどのフロンに対して温暖化係数を低減でき、地球環境に優しいヒートポンプ式給湯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施例を示すヒートポンプ式給湯機の回路構成図
【図２】図１に示すヒートポンプ式給湯機の構造図
【図３】本発明の第２の実施例を示すヒートポンプ式給湯機の回路構成図
【図４】図３に示すヒートポンプ式給湯機の構造図
【図５】本発明の第３の実施例を示すヒートポンプ式給湯機の構造図
【図６】本発明の第４の実施例を示すヒートポンプ式給湯機の配管継手の斜視図
【図７】本発明の第５の実施例を示すヒートポンプ式給湯機の配管継手の斜視図
【図８】本発明の第６の実施例を示すヒートポンプ式給湯機の配管継手の斜視図
【図９】本発明の第７の実施例を示すヒートポンプ式給湯機の構造図
【図１０】従来のヒートポンプ式給湯機の回路構成図
【図１１】従来のヒートポンプ式給湯機の構造図
【符号の説明】
【００６１】
１  圧縮機
２  水−冷媒熱交換器
３  減圧弁
４  空気−冷媒熱交換器
５  送風機
６  貯湯タンク
７  混合弁
８  電磁弁
９  給湯用循環ポンプ
１０  風呂追炊き用循環ポンプ
【図１】
2005265213.tif 000003
【図２】
2005265213.tif 000004
【図３】
2005265213.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2005265213.tif 000008
【図７】
2005265213.tif 000009
【図８】
2005265213.tif 000010
【図９】
2005265213.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005265213.tif 000013